JP7379092B2 - 光学系およびそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
0.0<θgF-(-1.665×10-7×νd3+5.213×10-5×νd2
-5.656×10-3×νd+0.737)<0.1
50.0<νd<78.9
1.464<nd<1.765
1.4<|D_Gn|/f<2.9
0.2<|f_B2|/f<10.0
なる条件式を満足することを特徴とする。
θgF=(Ng-NF)/(NF-NC) (2)
このとき、以下の式(3)で表されるΔθgFは、低分散材料から高分散材料まで、ほとんどの材料でゼロ近傍になる。ΔθgFがゼロから正または負に離れた材料のことを、異常分散材料と呼ぶことがある。
-5×νd2-5.656×10-3×νd+0.737) (3)
各レンズ断面図において、SPは開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。また、各レンズ断面図に示した矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を表している。なお、像面IPの物体側には、光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックを配置してもよい。
0.0<θgF-(-1.665×10-7×νd3+5.213×10-5×νd2
-5.656×10-3×νd+0.737)<0.1 (4)
50.0<νd<78.9 (5)
1.464<nd<1.765 (6)
条件式(4)は、レンズGnの異常分散性を規定している。条件式(4)を満足することで2次の倍率色収差(g線の倍率色収差)の補正効果を高めることができる。一般に、瞳近軸光線高の絶対値(|h^|)が大きいレンズほど、または異常分散性が高い材料を使用するほど、2次の倍率色収差の補正効果を高めることができる。すなわち、異常分散性が高い材料を使用するほど、瞳近軸光線高を低くしても十分な倍率色収差の補正効果を得ることができる。そのため、レンズGnのレンズ径を小さくして光学系を軽量化することが容易になる。
0.001<θgF-(-1.665×10-7×νd3+5.213×10-5×νd2
-5.656×10-3×νd+0.737)<0.030 (4a)
52.3<νd<73.0 (5a)
1.507<nd<1.708 (6a)
特に好ましくは、条件式(4)乃至(6)の数値範囲を以下の条件式(4b)乃至(6b)の範囲とすることがよい。
0.002<θgF-(-1.665×10-7×νd3+5.213×10-5×νd2
-5.656×10-3×νd+0.737)<0.019 (4b)
54.5<νd<70.0 (5b)
1.530<nd<1.670 (6b)
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、レンズGnの焦点距離をf_Gnとするとき、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
条件式(7)は、レンズGnの屈折力を規定している。条件式(7)の上限値を上回ると、レンズGnによる色収差の補正効果が充分に得ることができない。条件式(7)の下限値を下回ると、レンズGnで発生する歪曲収差や像面湾曲を補正することが困難となる。
条件式(8)は、レンズGnの近軸配置を規定している。条件式(8)の下限値を下回ると、レンズGnによる倍率色収差補正効果が弱まると共に、軸上色収差を悪化させてしまう。
条件式(9)は、レンズGnの配置を規定している。条件式(9)の上限値を上回ると、負の屈折力のレンズと絞りSPとの距離が広がり過ぎてしまい、光学系全系が大型化してしまう。条件式(9)の下限値を下回ると、瞳近軸光線高の絶対値|h^|が小さくなり、レンズGnによる倍率色収差補正効果が弱まると共に、軸上色収差を悪化させてしまう。
条件式(10)は、第2レンズ群L2の屈折力を規定している。条件式(10)を満たさない場合、第2レンズ群L2の屈折力が適切ではなくなり、フォーカシング時の収差変動を抑制できなくなる。
0.8<|h^|/h<1.3 (8a)
1.6<|D_Gn|/f<2.6 (9a)
0.5<|f_B2|/f<8.0 (10a)
特に好ましくは、条件式(7)乃至(10)の数値範囲を以下の条件式(7b)乃至(10b)の範囲とすることがよい。
0.9<|h^|/h<1.3 (8b)
1.7<|D_Gn|/f<2.5 (9b)
0.9<|f_B2|/f<6.9 (10b)
また、各実施例の光学系では、レンズGnは光学系に含まれる負の屈折力のレンズのうち最も物体側に配置されることが好ましい。一般的な広角レンズ光学系の配置において、最も物体側のレンズは瞳近軸光線高の絶対値(|h^|)が最も大きくなる傾向があり、2次の倍率色収差(g線の倍率色収差)の補正効果を高めることが可能となる。
x=(h2/R)/[1+{1-(1+K)(h/R)2}1/2 +A4×h4+A6×h6
+A8×h8+A10×h10
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
(数値実施例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 76.409 1.60 1.59410 60.5
2 20.272 9.03
3 304.050 1.30 1.51633 64.1
4 45.788 10.23
5 32.343 4.31 1.91082 35.3
6 -926.832 3.01
7 -59.953 1.00 1.72151 29.2
8 26.327 4.23 1.83481 42.7
9 -62.969 7.23
10(絞り) ∞ 1.00
11 55.303 1.62 1.91082 35.3
12 163.390 4.73
13* -38.876 3.37 1.88202 37.2
14 -13.728 1.00 1.85478 24.8
15 152.631 4.41
16 115.203 6.36 1.85150 40.8
17 -28.570 1.00
18 4478.576 6.46 1.43700 95.1
19 -26.774 4.22
20 -20.617 1.50 1.54072 47.2
21 -800.000 10.00
22 ∞ 2.00 1.51633 64.1
23 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.05625e-005 A 6= 1.27450e-007 A 8=-3.82972e-009 A10= 2.39356e-011
焦点距離 23.40
Fナンバー 1.85
半画角(度) 42.76
像高 21.64
レンズ全長 89.32
BF 11.72
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 22.84
2 18 -135.97
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -46.94
2 3 -104.58
3 5 34.39
4 7 -25.23
5 8 22.73
6 11 91.13
7 13 22.64
8 14 -14.69
9 16 27.44
10 18 60.93
11 20 -39.16
(数値実施例2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 218.902 3.13 1.49700 81.6
2 ∞ 0.15
3 59.112 1.60 1.64000 66.1
4 17.131 9.79
5 679.733 1.30 1.48749 70.2
6 47.026 9.01
7 34.100 3.72 1.95375 32.3
8 -1250.901 3.01
9 -55.706 1.00 1.80518 25.4
10 40.863 4.07 1.83481 42.7
11 -41.975 9.30
12(絞り) ∞ 1.73
13 30.834 1.32 1.88300 40.8
14 34.138 2.89
15* -47.239 3.08 1.85400 40.4
16 -15.703 1.00 1.75520 27.5
17 -2668.681 4.90
18 59.662 6.68 1.62000 0.0
19 -26.371 1.00
20 -140.388 5.68 1.43700 95.1
21 -25.711 4.85
22 -18.603 1.40 1.51633 64.1
23 -1601.701 11.00
24 ∞ 2.00 1.51633 64.1
25 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.63474e-005 A 6=-2.02781e-008 A 8=-8.10358e-010
焦点距離 23.28
Fナンバー 1.85
半画角(度) 42.90
像高 21.64
レンズ全長 93.32
BF 12.72
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.07
2 20 -84.76
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 440.45
2 3 -37.68
3 5 -103.70
4 7 34.85
5 9 -29.14
6 10 25.37
7 13 304.03
8 15 26.36
9 16 -20.92
10 18 30.40
11 20 70.96
12 22 -36.46
(数値実施例3)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 41.554 1.60 1.55000 56.8
2 18.955 5.25
3 26.759 1.30 1.55000 57.9
4 17.573 8.85
5 106.150 1.50 1.43875 94.7
6 22.089 7.08
7 30.873 5.18 1.91082 35.3
8 -94.079 1.05
9 -47.299 1.00 1.78472 25.7
10 69.513 4.25 1.59282 68.6
11 -30.967 9.75
12(絞り) ∞ 1.00
13 53.347 1.22 1.91082 35.3
14 79.366 4.28
15* -33.982 2.84 1.85135 40.1
16 -15.585 1.00 1.78470 26.3
17 -51.312 2.06
18 46.848 6.90 1.49700 81.6
19 -20.660 1.00
20 -128.350 4.12 1.45860 90.2
21 -24.014 4.48
22 -17.057 1.30 1.77250 49.6
23 -800.000 10.00
24 ∞ 2.00 1.51633 64.1
25 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.96674e-005 A 6=-1.62750e-008 A 8=-2.39410e-009 A10= 5.09996e-012
焦点距離 20.60
Fナンバー 1.85
半画角(度) 46.40
像高 21.64
レンズ全長 88.73
BF 11.72
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 16.31
2 20 -38.59
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -65.00
2 3 -98.00
3 5 -63.92
4 7 26.04
5 9 -35.73
6 10 36.72
7 13 174.75
8 15 31.57
9 16 -28.88
10 18 29.86
11 20 63.63
12 22 -22.58
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例に関して図8を用いて説明する。図8は、本発明の撮像装置の要部概略図である。図7において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至3で説明したいずれかの光学系によって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。カメラ本体10はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでもよいし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでもよい。
L2 第2レンズ群
SP 開口絞り
Gn レンズ
Claims (13)
- 最も物体側のレンズ面を通過する近軸軸上光線の光軸からの高さが、光軸と瞳近軸光線との交点より像側で前記近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも小さい光学系であって、
該光学系は、物体側から像側へ順に配置された、絞りを含む正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群から成り、
フォーカシングに際して前記第1レンズ群および前記第2レンズ群の間隔は変化し、
前記第1レンズ群は、前記絞りより物体側に配置された負レンズを有し、
前記負レンズの屈折率をnd、前記負レンズのアッベ数をνd、前記負レンズのg線とF線の部分分散比をθgF、前記光学系の焦点距離をf、前記負レンズの物体側の面の頂点と前記絞りとの光軸上の距離をD_Gn、前記第2レンズ群の焦点距離をf_B2とするとき、
0.0<θgF-(-1.665×10-7×νd3+5.213×10-5×νd2
-5.656×10-3×νd+0.737)<0.1
50.0<νd<78.9
1.464<nd<1.765
1.4<|D_Gn|/f<2.9
0.2<|f_B2|/f<10.0
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記負の屈折力のレンズの焦点距離をf_Gnとするとき、
0.3<|f_Gn|/f<5.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 - 前記負レンズの物体側の面における前記近軸軸上光線の高さをh、前記負レンズの物体側の面における前記瞳近軸光線の高さをh^とするとき、
0.8<|h^|/h
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学系。 - 前記負レンズは、前記光学系に含まれる負の屈折力のレンズのうち最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学系。
- フォーカシングに際して少なくとも前記第1レンズ群が光軸上を移動することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学系。
- 前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズより構成されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学系。
- フォーカシングに際して前記第2のレンズ群は固定されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の光学系。
- 前記第1のレンズ群は、光軸と垂直方向へ移動する防振群を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光学系。
- 前記防振群は、正の屈折力のレンズより構成されることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
- 前記絞りより物体側に配置されたレンズの全ての面は球面であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の光学系。
- 前記光学系は、前記負レンズを複数有し、
複数の前記負レンズは、連続して配置されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の光学系。 - 前記光学系は回折光学素子を含まないことを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学系。
- 請求項1乃至12の何れか一項に記載の光学系と、前記光学系によって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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